| Περίληψη: | Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη, το σχεδιασμό και την κατασκευή ενός μετατροπέα ισχύος δύο κλάδων, για τη μετατροπή συνεχούς τάσης σε συνεχή (Interleaved Boost Converter). Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών
Στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και ο σχεδιασμός ενός μετατροπέα ανύψωσης τάσης (Boost converter), για την δημιουργία ενός υβριδικού συστήματος, στο οποίο η ισχύς παρέχεται από κυψέλες καυσίμου (Fuel Cell), ενώ οι αιχμές του φορτίου καλύπτονται από έναν συσσωρευτή. Ταυτόχρονα γίνεται ο έλεγχος της διάταξης, ώστε ανάλογα με τις ανάγκες του συστήματος, το φορτίο να τροφοδοτείται, είτε από την κυψέλη, είτε από τον συσσωρευτή, ενώ γίνεται μέριμνα για την φόρτιση του συσσωρευτή όταν αυτό χρειαστεί, εξασφαλίζοντας έτσι την βέλτιστη λειτουργία του υβριδικού συστήματος.
Αρχικά αναλύεται η δομή και η λειτουργία της κυψέλης καυσίμου, καθώς και του συσσωρευτή και ταυτόχρονα πραγματοποιείται η ταυτοποίηση των προβλημάτων που αντιμετωπίζουν.
Το επόμενο βήμα, είναι η προσομοίωση του συστήματος στο λογισμικό Simulink της MΑΤLAB, στο οποίο μελετάται ο μετατροπέας σε διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας. Παράλληλα γίνεται ο έλεγχος κλειστού βρόχου του συστήματος, με συνδυασμό Fuzzy και PI ελεγκτών. Ακολουθεί η διαστασιολόγηση του συστήματος βασισμένη στα αποτελέσματα των προσομοιώσεων και η κατασκευή του σε λογισμικό KiCad. Παράλληλα πραγματοποιείται ο προγραμματισμός του ελέγχου χρησιμοποιώντας το λογισμικό STMCubeIDE .
Στη συνέχεια, παρουσιάζονται οι πειραματικές μετρήσεις του μετατροπέα, για διάφορα φορτία και λόγους κατάτμησης, σε έλεγχο κλειστού βρόχου τάσης, με Cascade PΙ ελεγκτές. Έτσι, επιβεβαιώνεται η ορθή λειτουργία της διάταξης και υπολογίζεται ο βαθμός απόδοσής της. Τέλος, αναφέρονται οι προοπτικές του μετατροπέα για μελλοντικές εφαρμογές.
|
|---|
